1、 微机原理与单片机接口技术微机原理与单片机接口技术 课程设计报告课程设计报告 题目：电子琴题目：电子琴 姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 所在学院：电气工程与自动化学院 2013 年 5 月 16 日 目录目录 摘要. 3 第一章 引言. 4 1.1 电子琴系统概述 4 1.2 设计思路 5 第二章 系统总体方案及硬件设计 . 6 2.1 设计任务与主要内容分析 . 6 2.2 系统的硬件设计 . 6 2.3 最小系统 . 6 2.4 复位电路 . 7 2.5 显示单元设计原理 7 2.6 蜂鸣器电路 9 2.7 键盘电路 . 9 第三章 系统软件设计. 10 3.1 软件的结构图
2、10 3.2 程序流程图 .11 3.3 音阶的实现与初值计算 12 3.4 初始化程序 12 3.5 键盘消抖 . 13 3.6 显示程序 . 13 3.7 发声程序 . 13 结束语 . 15 参考文献 16 附 1 源程序代码及详细解析 17 附录 2 系统原理图 25 摘要摘要 本设计是用 AT89C52 单片机为核心控制元件， 设计一个模拟电子琴发声控制 系统。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器、LED 显示器等模块组成核心主 控制模块。在主控模块上设有 11 个按键，其中 7 个按键控制 7 个音符，1 个作 为播放示例乐曲使用，具有手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能,另外 3 个
3、按键 用来实现高、 中、 低音的音符发音。 下面具体介绍一下单片机各端口的分配功能： 单片机的 P2.0-P2.6 为输入端口，用来控制 7 个音符的选择弹奏；P2.7 为功能 转换键，它能切换手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能；P2.0-P2.2 为单片机控 制电子琴实现弹奏高、中、低的功能切换键；P0 端口通过上拉电阻接到+5V 上， 然后接 LED 共阴数码管；P1.0 为单片机的输出端口，它通过限流电阻 R 与三极 管级基极相接，三极管的集电极接有接蜂鸣器。 本设计通过控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲， 经三极 管放大信号后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音。 要实现 7 个音
4、符的各自的高、 中、 低音，需要建立三个表，分别存储高音、中音和低音的频率值；当三个拨码开关 中某一个按下，通过软件选择相应的音频。按下弹奏键就可弹奏出不同的声音。 另外用软件延时来控制发音时间的长短，来控制节拍。通过把乐谱中的音符 和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中。由程 序查表得到定时常数和延时常数， 分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该 音频脉冲的持续时间，这样就可以实现乐曲的演奏。 为了实现按键的准确判断和完善电子琴发声的效果， 本设计采用了软件防抖 的方法，有效的解决了按键抖动的问题。另外当按下功能切换乐曲播放键，本系 统能实现自动播放一首乐曲，另附
5、带数码管显示提醒。这样使得电子琴的功能变 的更加强大。 本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠， 性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。 第一章第一章 引言引言 1.1 电子琴系统概述电子琴系统概述 本设计是基于 AT89C52 单片机的简易电子琴设计。主要组成是以 51 单片机最小系统为核心，通过键盘获取按键信息，通过运用单片机定时器 等部件实现蜂鸣器发声同时用数码管同步显示。本系统具有播放歌曲及选 取按键输入高、中、低音的功能。本设计的特点是：大部分功能通过软件 实现，使电路简单明了，系统稳定性好。 电子琴是电子科技与音乐结合的产物是一种新型的键盘乐器。一首音
6、乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就 可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单 片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器 T0 来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关 系弄正确即可。 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算 机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。 它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应 用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编 程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的 主要内容是用 AT89C52 单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作 为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有 11 个按键和扬声器。 本文主要对
